Relativna gustina gasova je naznačena. Gustina gasa: apsolutna i relativna

Prirodni plin je mješavina uglavnom ugljikovodičnih plinova koji se javljaju u podzemlju u obliku zasebnih ležišta i ležišta, kao iu otopljenom obliku u nalazištima nafte ili u obliku takozvanih „gasnih kapa“. Glavna fizička i hemijska svojstva prirodnog gasa su:

Gustoća plinova je masa tvari po jedinici volumena - g / cm 3. U praktične svrhe koristi se relativna gustina gasa u odnosu na vazduh, tj. odnos gustine gasa i gustine vazduha. Drugim riječima, to je pokazatelj koliko je plin lakši ili teži od zraka:

gdje je ρ in u standardnim uslovima 1,293 kg/m 3;

Relativna gustina metana je 0,554, etana je 1,05, a propana je 1,55. Zbog toga se gas za domaćinstvo (propan) u slučaju curenja nakuplja u podrumima kuća, stvarajući tamo eksplozivnu smjesu.

Toplota sagorevanja

Kalorična vrijednost ili kalorijska vrijednost je količina topline koja se oslobađa pri potpunom sagorijevanju 1 m 3 plina. U prosjeku je 35160 kJ / m 3 (kilodžula po 1 m 3).

Rastvorljivost gasa

Rastvorljivost u ulju

Rastvorljivost gasa u nafti zavisi od pritiska, temperature i sastava nafte i gasa. Kako pritisak raste, tako se povećava i rastvorljivost gasa. Kako temperatura raste, rastvorljivost gasa se smanjuje. Gasove male molekularne težine teže je otopiti u uljima nego masnije.

Sa povećanjem gustine ulja, tj. kako se sadržaj makromolekularnih jedinjenja u njemu povećava, rastvorljivost gasa u njemu se smanjuje.

Indikator rastvorljivosti gasa u nafti je gasni faktor - G, koji pokazuje količinu gasa u 1 m 3 (ili 1 toni) degazirane nafte. Mjeri se u m 3 / m 3 ili m 3 / t.

Prema ovom pokazatelju depoziti se dijele na:

1) ulje - G<650 м 3 /м 3 ;

2) ulje sa gasnom kapom - G-650 - 900 m 3 / m 3;

3) gasni kondenzat - G>900 m 3 /m 3.

Rastvorljivost vode u komprimovanom gasu

Voda se rastvara u komprimovanom gasu pod visokim pritiskom. Ovaj pritisak omogućava kretanje vode u podzemlju ne samo u tečnoj, već iu gasnoj fazi, što osigurava njenu veću pokretljivost i propusnost kroz stijene. Kako se mineralizacija vode povećava, njena rastvorljivost u gasu se smanjuje.

Rastvorljivost tekućih ugljikovodika u komprimiranim plinovima

Tečni ugljovodonici se dobro otapaju u komprimovanim gasovima, stvarajući mešavine gasnog kondenzata. Time se stvara mogućnost transfera (migracije) tečnih ugljovodonika u gasnu fazu, omogućavajući lakši i brži proces njegovog kretanja kroz stijensku masu.

Sa povećanjem pritiska i temperature, rastvorljivost tečnih ugljovodonika u gasu raste.

Kompresibilnost

Kompresibilnost formacijskog plina je vrlo važno svojstvo prirodnih plinova. Zapremina gasa u uslovima ležišta je 2 reda veličine (tj. otprilike 100 puta) manja od njegove zapremine u standardnim uslovima na površini zemlje. To je zato što gas ima visok stepen kompresibilnosti pri visokim pritiscima i temperaturama.

Stepen kompresibilnosti je prikazan u odnosu na zapreminski odnos rezervoara gasa, koji predstavlja odnos zapremine gasa u uslovima ležišta prema zapremini iste količine gasa u atmosferskim uslovima.

Formiranje kondenzata je usko povezano sa fenomenom kompresibilnosti gasova i rastvorljivosti tečnih ugljovodonika u njima. U uslovima ležišta, sa povećanjem pritiska, tečne komponente prelaze u gasovito stanje, formirajući „u gasu otopljenu naftu“ ili gasni kondenzat. Kada pritisak padne, proces ide u suprotnom smjeru, tj. djelomična kondenzacija plina (ili pare) u tečno stanje. Zbog toga se tokom proizvodnje gasa kondenzat izvlači i na površinu.

Faktor kondenzata

Faktor kondenzata - CF - je količina sirovog kondenzata u cm 3 po 1 m3 izdvojenog gasa.

Razlikovati sirovi i stabilni kondenzat. Sirovi kondenzat je tečna faza u kojoj su otopljene plinovite komponente.

Stabilan kondenzat se dobija iz sirove nafte njegovim otplinjavanjem. Sastoji se samo od tekućih ugljikovodika - pentana i više.

U standardnim uslovima, gasni kondenzati su bezbojne tečnosti sa gustinom od 0,625 - 0,825 g/cm 3 sa početnom tačkom ključanja od 24 0 C do 92 0 C. Većina frakcija ima tačku ključanja do 250 0 C.

Gustoća se obično naziva takva fizička veličina koja određuje omjer mase predmeta, tvari ili tekućine prema volumenu koji zauzimaju u prostoru. Hajde da razgovaramo o tome šta je gustina, kako se gustina tela i materije razlikuje i kako (koristeći koju formulu) pronaći gustinu u fizici.

Vrste gustine

Treba pojasniti da se gustina može podijeliti u nekoliko tipova.

U zavisnosti od objekta koji se proučava:

• Gustina tijela - za homogena tijela - je direktan omjer mase tijela i njegove zapremine koja se nalazi u prostoru.
• Gustoća supstance je gustina tela koja se sastoje od ove supstance. Gustina tvari je konstantna. Postoje posebne tabele u kojima je naznačena gustina različitih supstanci. Na primjer, gustoća aluminija je 2,7 * 103 kg / m 3. Poznavajući gustinu aluminijuma i masu tela koje je od njega napravljeno, možemo izračunati zapreminu ovog tela. Ili, znajući da se tijelo sastoji od aluminija i znajući zapreminu ovog tijela, lako možemo izračunati njegovu masu. Kako pronaći ove vrijednosti, razmotrit ćemo malo kasnije, kada izvedemo formulu za izračunavanje gustoće.
• Ako se tijelo sastoji od nekoliko tvari, tada je za određivanje njegove gustoće potrebno izračunati gustoću njegovih dijelova za svaku tvar posebno. Ova gustina se naziva prosječna gustina tijela.

Ovisno o poroznosti tvari od koje se tijelo sastoji:

• Prava gustina je gustina koja se izračunava bez uzimanja u obzir praznina u telu.
• Specifična težina - ili prividna gustina - je ona koja se izračunava uzimajući u obzir praznine tijela koje se sastoji od porozne ili lomljive tvari.

Kako onda pronaći gustinu?

Formula gustine

Formula koja pomaže u pronalaženju gustine tijela je sljedeća:

• p = m / V, gdje je p gustina supstance, m je masa tijela, V je zapremina tijela u prostoru.

Ako izračunamo gustinu određenog plina, formula će izgledati ovako:

• p = M / V m p je gustoća plina, M je molarna masa plina, V m je molarni volumen, koji u normalnim uvjetima iznosi 22,4 l / mol.

Primjer: masa tvari je 15 kg, zauzima 5 litara. Kolika je gustina materije?

Rješenje: Zamijenite vrijednosti u formulu

• p = 15 / 5 = 3 (kg/l)

Odgovor: gustina supstance je 3 kg / l

Jedinice gustine

Pored znanja o pronalaženju gustine tijela i tvari, potrebno je znati i jedinice mjerenja gustine.

• Za čvrste materije - kg / m 3, g / cm 3
• Za tečnosti - 1 g / l ili 10 3 kg / m 3
• Za plinove - 1 g / l ili 10 3 kg / m 3

Više o jedinicama gustoće možete pročitati u našem članku.

Kako pronaći gustinu kod kuće

Da biste kod kuće pronašli gustinu tijela ili tvari, trebat će vam:

1. Vage;
2. centimetar ako je tijelo čvrsto;
3. Posuda, ako želite da izmerite gustinu tečnosti.

Da biste kod kuće pronašli gustinu tijela, morate izmjeriti njegovu zapreminu centimetrom ili posudom, a zatim staviti tijelo na vagu. Ako mjerite gustinu tečnosti, ne zaboravite da oduzmete masu posude u koju ste sipali tečnost pre izračunavanja. Mnogo je teže izračunati gustoću plinova kod kuće, preporučujemo korištenje gotovih tablica u kojima su već naznačene gustoće različitih plinova.

ρ = m (plin) / V (plin)

D po Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Zbog toga:
D vazduhom. = M (gas X) / 29

Dinamička i kinematička viskoznost gasa.

Viskoznost gasova (fenomen unutrašnjeg trenja) je pojava sila trenja između slojeva gasa koji se kreću u odnosu jedan prema drugom paralelno i različitim brzinama.
Interakcija dva sloja gasa se smatra procesom tokom kojeg se impuls prenosi sa jednog sloja na drugi.
Sila trenja po jedinici površine između dva sloja gasa, jednaka impulsu koji se prenosi u sekundi od sloja do sloja kroz jediničnu površinu, određena je kao Newtonov zakon:

Gradijent brzine u smjeru okomitom na smjer kretanja slojeva plina.
Znak minus označava da se zamah nosi u smjeru opadajuće brzine.
- dinamički viskozitet.
, gdje
je gustina gasa,
- aritmetička prosječna brzina molekula,
je srednji slobodni put molekula.

Kinematički koeficijent viskoznosti.

Kritični parametri gasa: Tcr, Rcr.

Kritična temperatura je temperatura iznad koje, pri bilo kom pritisku, gas ne može da pređe u tečno stanje. Pritisak potreban da se gas ukapljuje na kritičnoj temperaturi naziva se kritični pritisak. Zadati parametri gasa. Dati parametri su bezdimenzionalne veličine koje pokazuju koliko su puta stvarni parametri stanja gasa (pritisak, temperatura, gustina, specifična zapremina) veći ili manji od kritičnih:

Proizvodnja u bušotini i podzemno skladištenje plina.

Gustina gasa: apsolutna i relativna.

Gustina gasa je jedna od njegovih najvažnijih karakteristika. Govoreći o gustini gasa, obično se misli na njegovu gustinu u normalnim uslovima (tj. pri temperaturi i pritisku). Pored toga, često se koristi relativna gustina gasa, pod kojom se podrazumeva odnos gustine datog gasa i gustine vazduha pod istim uslovima. Lako je uočiti da relativna gustina gasa ne zavisi od uslova u kojima se nalazi, jer se, prema zakonima gasnog stanja, zapremine svih gasova menjaju sa promenama pritiska i temperature u istom način.

Apsolutna gustina gasa je masa 1 litra gasa u normalnim uslovima. Obično se za plinove mjeri u g/l.

ρ = m (plin) / V (plin)

Ako uzmemo 1 mol gasa, onda:

a molarna masa gasa se može naći množenjem gustine sa molarnom zapreminom.

Relativna gustina D je vrijednost koja pokazuje koliko je puta plin X teži od plina Y. Izračunava se kao omjer molarnih masa plinova X i Y:

D po Y (X) \u003d M (X) / M (Y)

Često se za proračune koriste relativne gustine gasova za vodonik i za vazduh.

Relativna gustina gasa X za vodonik:

D sa H2 = M (gas X) / M (H2) = M (gas X) / 2

Vazduh je mešavina gasova, pa se za njega može izračunati samo prosečna molarna masa.

Njegova vrijednost se uzima kao 29 g/mol (na osnovu približnog prosječnog sastava).
Zbog toga:
D vazduhom. = M (gas X) / 29

Gustoća gasa B (pw, g/l) se određuje vaganjem (mv) male staklene tikvice poznate zapremine sa gasom (slika 274, a) ili gasnog piknometra (vidi sliku 77), koristeći formulu

gdje je V zapremina konusa (5 - 20 ml) ili piknometra.

Konus se vaga dva puta: prvo se evakuiše, a zatim se puni gasom koji se istražuje. Razlikom vrednosti 2 dobijene mase saznaje se masa gasa mv, g. Prilikom punjenja konusa gasom, meri se njegov pritisak, a pri vaganju temperatura okoline koja se uzima kao temperatura gasa u konusu. Pronađene vrijednosti p i T gasa omogućavaju izračunavanje gustine gasa u normalnim uslovima (0 °C; oko 0,1 MPa).

Da bi se smanjila korekcija za gubitak mase tikvice s plinom u zraku kada se vaga kao tara, zatvorena tikvica potpuno iste zapremine stavlja se na drugu ruku grede za vagu.

Rice. 274. Uređaji za određivanje gustine gasa: konus (a) i tečnost (b) i živina (c) efuziometri

Površina ovog konusa se svaki put tretira (očisti) na potpuno isti način kao i ona izmerena gasom.

Tokom procesa evakuacije, konus se lagano zagreva, ostavljajući ga povezanim sa vakuum sistemom nekoliko sati, jer je preostali vazduh i vlagu teško ukloniti. Evakuirani konus može promijeniti volumen zbog kompresije zidova pod atmosferskim pritiskom. Greška u određivanju gustine lakih gasova iz takve kompresije može dostići 1%. U nekim slučajevima se za gas određuje i relativna gustina dv, tj. odnos gustine datog gasa p i gustine drugog gasa, izabranog kao standard p0, uzet pri istoj temperaturi i pritisku:

gdje su Mv i Mo molarne mase ispitivanog plina B i standarda, na primjer, zraka ili vodonika, g/mol.

Za vodonik M0 = 2,016 g/mol, dakle

Iz ovog omjera možete odrediti molarnu masu plina, ako je uzmemo kao idealnu.

Brza metoda za određivanje gustine gasa je merenje trajanja njegovog oticanja iz malog otvora pod pritiskom, koji je proporcionalan brzini izlaza.

gdje je τv i τo ~ vrijeme istjecanja plina B i zraka, respektivno.

Merenje gustine gasa ovom metodom vrši se pomoću trake efuziometra (Sl. 274.6) - širokog cilindra b visine oko 400 mm, unutar kojeg se nalazi posuda 5 sa postoljem 7 opremljena otvorima za ulaz i izlaz tečnosti. Posuda 5 ima dve oznake M1 i M2 za očitavanje zapremine gasa čije se vreme posmatra. Ventil 3 služi za dovod gasa, a ventil 2 - za ispuštanje kroz kapilaru 1. Termometar 4 kontroliše temperaturu gasa.

Određivanje gustine gasa brzinom njegovog isteka vrši se na sledeći način. Cilindar b je napunjen tečnošću, u kojoj je gas skoro nerastvorljiv, tako da je i ta posuda 5 napunjena iznad oznake M2. Zatim se kroz slavinu 3 tečnost istiskuje iz posude 5 ispitivanim gasom ispod oznake M1, a sva tečnost treba da ostane u cilindru. Nakon toga, zatvorite slavinu 3, otvorite slavinu 2 i pustite višak gasa da izađe kroz kapilaru 1. Čim tečnost dostigne oznaku M1, pokrenite štopericu. Tečnost, istiskujući gas, postepeno raste do oznake M2. U trenutku kada meniskus tečnosti dodirne oznaku M2, štoperica se isključuje. Eksperiment se ponavlja 2-3 puta. Slične operacije se izvode sa zrakom, temeljno ispirući njime posudu 5 od ostataka ispitnog plina. Različita zapažanja o trajanju odliva gasa ne bi trebalo da se razlikuju za više od 0,2 - 0,3 s.

Ako je za ispitivani gas nemoguće odabrati tečnost u kojoj bi bio slabo rastvorljiv, koristi se merač živinog izliva (Sl. 274, c). Sastoji se od staklene posude 4 sa trosmjernom slavinom 1 i prenaponske posude 5 napunjene živom. Posuda 4 nalazi se u staklenoj posudi 3, koja funkcionira kao termostat. Plin se uvodi kroz ventil 1 u posudu 4, istiskujući živu ispod oznake M1. Ispitni gas ili vazduh se ispušta kroz kapilaru 2, podižući posudu za nivelaciju 5. Osetljiviji instrumenti za određivanje gustine gasova su Stock gas hidrometar (Sl. 275, a) i gasna vaga

Stock Alfred (1876-1946) - njemački neorganski hemičar i analitičar.

U Stock hidrometru, jedan kraj kvarcne cijevi se naduva u kuglu tankog zida 1 prečnika 30 - 35 mm, ispunjenu zrakom, a drugi se uvuče u dlaku 7. Mala željezna šipka 3 je čvrsto stisnut unutar cijevi.

Rice. 275. Hidrometar štapa (a) i dijagram instalacije (b)

Vrh reza s loptom leži na kvarcnom ili ahatnom nosaču. Cev sa kuglicom se stavlja u kvarcnu posudu 5 sa uglačanim okruglim čepom. Izvan posude je solenoid 6 sa gvozdenim jezgrom. Uz pomoć struje različite jačine koja teče kroz solenoid, položaj klackalice se poravnava sa loptom tako da kosa 7 pokazuje tačno na nulti indikator 8. Položaj kose se posmatra pomoću teleskopa ili mikroskopa. .

Hidrometar je zavaren na cijev 2 kako bi se eliminirale sve vibracije.

Kugla i cijev su u ravnoteži za datu gustinu okolnog gasa. Ako se u posudi 5 jedan plin zamijeni drugim pri konstantnom pritisku, tada će se ravnoteža poremetiti zbog promjene gustine plina. Da biste ga obnovili, potrebno je ili povući šipku 3 elektromagnetom 6 prema dolje kada se gustoća plina smanji, ili je pustiti da se podigne prema gore kada se gustina poveća. Jačina struje koja teče kroz solenoid, kada se postigne ravnoteža, direktno je proporcionalna promjeni gustine.

Instrument je kalibriran za gasove poznate gustine. Preciznost štapnog hidrometra je 0,01 - 0,1%, osjetljivost je oko DO "7 g, opseg mjerenja je od 0 do 4 g/l.

Instalacija sa štapnim hidrometrom. Hidrometar stabljike / (Sl.-275.6) je pričvršćen za vakuum sistem tako da visi na cijevi 2 kao na oprugi. Koleno 3 cijevi 2 je uronjeno u Dewar posudu 4 sa rashladnom smjesom koja omogućava održavanje temperature ne više od -80 o C za kondenzaciju živine pare, ako se difuzionom živinom pumpom stvori vakuum u hidrometru. Ventil 5 povezuje hidrometar sa tikvicom koja sadrži gas koji se istražuje. Zamka štiti difuzijsku pumpu od izlaganja ispitnom gasu, a učvršćenje 7 služi za fino podešavanje pritiska. Ceo sistem je preko cevi povezan sa difuzionom pumpom.

Zapremina gasa se meri pomoću kalibriranih gasnih beretki (vidi sliku 84) sa termostatski kontrolisanim vodenim omotačem. Kako bi se izbjegle korekcije kapilarnih pojava, birete za plin 3 i kompenzaciju 5 su odabrane istog prečnika i postavljene jedna pored druge u termostatski kontrolirani omotač 4 (Sl. 276). Kao zaštitne tečnosti koriste se živa, glicerin i druge tekućine koje slabo otapaju ispitivani plin.

Rukujte ovim uređajem na sljedeći način. Prvo napunite birete tečnošću do nivoa iznad slavine 2, podižući posudu b. Zatim se gasna bireta spaja na izvor gasa i uvodi, spuštajući posudu b, nakon čega se ventil 2 zatvara. Da bi se pritisak gasa u bireti 3 izjednačio sa atmosferskim pritiskom, posuda b se približava bireti i postavlja na takvu visinu da su živini menisci u bireti za kompenzaciju 5 i gas 3 u istom nivou. Pošto kompenzaciona bireta komunicira sa atmosferom (gornji kraj joj je otvoren), sa ovim položajem meniskusa pritisak gasa u gasnoj bireti će biti jednak atmosferskom pritisku.

Istovremeno se barometrom mjeri atmosferski tlak, a termometrom 7 temperatura vode u košulji 4.

Pronađena zapremina gasa se dovodi u normalne uslove (0°C; 0,1 MPa) koristeći jednadžbu za idealni gas:

V0 i V su zapremina (l) gasa svedena na normalne uslove i izmerena zapremina gasa na temperaturi t (°C), respektivno; p - atmosferski pritisak u trenutku merenja zapremine gasa, torr.

Ako plin sadrži vodenu paru ili je bio prije mjerenja zapremine u posudi iznad vode ili vodenog rastvora, tada se njegov volumen dovodi u normalne uslove, uzimajući u obzir pritisak vodene pare p1 na temperaturi eksperimenta (vidi tabelu 37):

Jednačine se primjenjuju ako je atmosferski tlak pri mjerenju zapremine gasa bio relativno blizu 760 Torr. Pritisak stvarnog gasa je uvek manji od pritiska idealnog gasa zbog interakcije molekula. Stoga se u pronađenu vrijednost zapremine gasa uvodi korekcija za nesavršenost gasa, preuzeta iz posebnih priručnika.

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije

Federalna državna budžetska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja

Ruski državni univerzitet za naftu i plin nazvan po A.I. I.M. Gubkin"

A.N. Timashev, T.A. Berkunova, E.A. Mammadov

ODREĐIVANJE GUSTOĆE GASOVA

Smjernice za izvođenje laboratorijskih radova iz disciplina „Tehnologija rada gasnih bušotina“ i „Razvoj i eksploatacija gasnih i gasno-kondenzatnih polja“ za studente specijalnosti:

WG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF

Pod uredništvom profesora A.I. Ermolaeva

Moskva 2012

Određivanje gustine gasa.

Smjernice za laboratorijski rad / A.N. Timashev,

T.A. Berkunova, E.A. Mammadov - M.: Ruski državni univerzitet za naftu i gas nazvan po I.M. Gubkina, 2012.

Prikazane su metode za laboratorijsko određivanje gustine gasa. Zasnovan je na važećem GOST 17310 - 2002.

Metodička uputstva su namenjena studentima univerziteta za naftu i gas specijalnosti: RG, RN, RB, MB, MO, GR, GI, GP, GF.

Publikacija je pripremljena u Odjeljenju za razvoj i pogon gasa i gasa

depoziti zokondenzata.

Štampano odlukom nastavno-metodičke komisije fakulteta

botki naftna i gasna polja.

Uvod

Koriste se fizička svojstva prirodnih plinova i ugljikovodičnih kondenzata

se koriste u fazi projektovanja, razvoja i razvoja polja

gustine prirodnih gasova, te u analizi i kontroli razvoja polja,

rad sistema za prikupljanje i pripremu proizvoda iz gasnih i gasno-kondenzatnih bunara. Jedno od glavnih fizičkih svojstava koje treba proučavati je gustina gasa depozita.

Budući da je gasni sastav polja prirodnog gasa složen,

koji se sastoje od ugljovodonika (alkana, cikloalkana i arena) i neugljikovodika

komponente (azot, helijum i drugi gasovi retkih zemalja, kao i kisele komponente

nit H2S i CO2), postoji potreba za laboratorijskim određivanjem gustine

sti gasovi.

Ovo metodološko uputstvo govori o metodama proračuna za određivanje

određivanje gustine gasa prema poznatom sastavu, kao i dve laboratorijske metode za određivanje gustine gasa: piknometrijska i metoda protoka kroz kapilaru

1. Osnovne definicije

1.1. Gustina prirodnog gasa pri atmosferskom pritisku

Gustoća plina jednaka je masi M sadržanoj u jedinici volumena v tvari

va. Razlikovati gustinu gasa pri normalnom n P 0,1013 MPa, T 273K i

gdje je M molekulska težina plina, kg/kmol; 22,41 i 24,04, m3 / kmol - molarni volumen plina, respektivno, pri normalnom (0,1013 MPa, 273 K) i standardnom

(0,1013 MPa, 293 K) uslovi.

Za prirodne plinove koji se sastoje od ugljikovodičnih i neugljikovodičnih komponenti (kiselih i inertnih), prividna molekulska težina M do

određuje se formulom

gdje je M i molekulska težina i-te komponente, kg/kmol, n i je molarni postotak i-te komponente u smjesi;

k je broj komponenti u smeši (prirodni gas).

Gustina prirodnog gasa cm je jednaka

i je gustina i-te komponente na 0,1 MPa i 293 K.

Podaci o pojedinim komponentama prikazani su u tabeli 1.

Konverzija gustine pod različitim uslovima temperature i pritiska

0,1013 MPa (101,325 kPa) u Aneksu B.

1.2. Relativna gustina gasa

U praksi inženjerskih proračuna, koncept relativnog

nye gustine, jednake omjeru gustine gasa i gustine vazduha pri istim vrednostima pritiska i temperature. Normalno, normalni ili standardni uslovi se uzimaju kao referentni, dok je gustina vazduha

odgovorno iznosi 0 1,293 kg/m 3 i 20 1,205 kg/m 3. Zatim rođak

Gustina prirodnog gasa je jednaka

1.3. Gustina prirodnog gasa pri pritiscima i temperaturama

Gustina gasa za uslove u rezervoaru, bušotini, gasu

žice i uređaji na odgovarajućim pritiscima i temperaturama određuju

izračunava se prema sljedećoj formuli

gde su P i T pritisak i temperatura na mestu gde se izračunava gustina gasa; 293 K i 0,1013 MPa - standardni uslovi kada se nađe cm;

z ,z 0 su koeficijenti superkompresibilnosti gasa na R i T i

pod standardnim uslovima (vrijednost z 0 = 1).

Najjednostavniji način za određivanje faktora superstišljivosti z je grafička metoda. Zavisnost z od datih parametara je

postavljeno na sl. jedan.

Za jednokomponentni plin (čisti plin) određuju se dati parametri

podijeljeno formulama

uključujući, a sve ostale komponente se kombinuju u ostatak (pseudokomponenta

komponenta) C5+ ili C7+, u ovom slučaju kritični parametri se određuju formulom

Na 100 M sa 5 240 i 700d sa 5 950,

M s 5 je molekulska težina S5+ (S7+) kg/kmol;

d c 5 je gustina pseudokomponente S5+ (S7+), kg/m3.

Tabela 1

Indikatori komponenti prirodnog gasa

DEFINICIJA

atmosferski vazduh je mješavina mnogih plinova. Vazduh ima složen sastav. Njegove glavne komponente mogu se podijeliti u tri grupe: konstantne, varijabilne i nasumične. Prvi uključuju kiseonik (sadržaj kiseonika u vazduhu je oko 21% zapremine), azot (oko 86%) i tzv. inertne gasove (oko 1%).

Sadržaj sastojaka praktično ne zavisi od toga gde je u svetu uzet uzorak suvog vazduha. U drugu grupu spadaju ugljen dioksid (0,02 - 0,04%) i vodena para (do 3%). Sadržaj nasumičnih komponenti zavisi od lokalnih uslova: u blizini metalurških postrojenja, primetne količine sumpordioksida se često mešaju u vazduh, na mestima gde se raspadaju organski ostaci, amonijak itd. Pored raznih gasova, vazduh uvek sadrži više ili manje prašine.

Gustoća zraka je vrijednost jednaka masi plina u Zemljinoj atmosferi podijeljenoj jediničnom zapreminom. Zavisi od pritiska, temperature i vlažnosti. Postoji standardna vrijednost gustine vazduha - 1,225 kg / m 3, što odgovara gustini suvog vazduha na temperaturi od 15 o C i pritisku od 101330 Pa.

Znajući iz iskustva masu litre vazduha u normalnim uslovima (1,293 g), može se izračunati molekularna težina koju bi vazduh imao da je pojedinačni gas. Pošto gram-molekul bilo kojeg gasa zauzima u normalnim uslovima zapreminu od 22,4 litara, prosečna molekulska težina vazduha je

22,4 × 1,293 = 29.

Ovaj broj - 29 - treba zapamtiti: znajući ga, lako je izračunati gustinu bilo kojeg plina u odnosu na zrak.

Gustina tečnog vazduha

Uz dovoljno hlađenje, vazduh postaje tečan. Tečni vazduh se može dosta dugo čuvati u posudama sa dvostrukim zidovima, iz prostora između kojih se ispumpava vazduh da bi se smanjio prenos toplote. Slične posude se koriste, na primjer, u termozama.

Slobodno isparavajući u normalnim uslovima, tečni vazduh ima temperaturu od oko (-190 o C). Njegov sastav je nestabilan, jer dušik lakše isparava od kisika. Kako se dušik uklanja, boja tekućeg zraka mijenja se od plavičaste do blijedoplave (boja tekućeg kisika).

U tečnom vazduhu, etil alkohol, dietil etar i mnogi gasovi lako prelaze u čvrsto stanje. Ako se, na primjer, ugljični dioksid propušta kroz tekući zrak, pretvara se u bijele pahuljice, po izgledu slične snijegu. Živa uronjena u tečni vazduh postaje čvrsta i savitljiva.

Mnoge tvari hlađene tekućim zrakom dramatično mijenjaju svoja svojstva. Tako, žljeb i lim postaju toliko krhki da se lako pretvaraju u prah, olovno zvono daje jasan zvuk zvonjave, a smrznuta gumena lopta se rasprsne ako padne na pod.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

PRIMJER 2

Gustoća vazduha je fizička veličina koja karakteriše specifičnu masu vazduha u prirodnim uslovima ili masu gasa u Zemljinoj atmosferi po jedinici zapremine. Vrijednost gustine zraka je funkcija visine mjerenja, njegove vlažnosti i temperature.

Za standard gustine vazduha uzima se vrednost jednaka 1,29 kg/m3, koja se izračunava kao odnos njegove molarne mase (29 g/mol) i molarne zapremine, koja je ista za sve gasove (22,413996 dm3), što odgovara do gustine suvog vazduha na 0° C (273,15 °K) i pritiska od 760 mmHg (101325 Pa) na nivou mora (tj. u normalnim uslovima).

Određivanje gustine vazduha ^

Ne tako davno, informacije o gustini vazduha dobijane su posredno posmatranjem aurore, širenja radio talasa i meteora. Od pojave veštačkih Zemljinih satelita, gustina vazduha je izračunata zahvaljujući podacima dobijenim njihovim usporavanjem.

Druga metoda je promatranje širenja umjetnih oblaka natrijeve pare stvorene meteorološkim raketama. U Evropi je gustina vazduha na površini Zemlje 1,258 kg/m3, na visini od pet km - 0,735, na visini od dvadeset km - 0,087, na visini od četrdeset km - 0,004 kg/m3.

Postoje dvije vrste gustine zraka: masa i težina (specifična težina).

Formula gustine vazduha ^

Gustoća težine određuje težinu 1 m3 zraka i izračunava se po formuli γ = G/V, gdje je γ gustina težine, kgf/m3; G je težina zraka, mjerena u kgf; V je zapremina vazduha, merena u m3. Odlučio to 1 m3 vazduha pod standardnim uslovima(barometarski pritisak 760 mmHg, t=15°C) teži 1.225 kgf, na osnovu toga, gustina težine (specifična težina) 1 m3 vazduha jednaka je γ = 1,225 kgf/m3.

Šta je relativna gustina u vazduhu? ^

To treba uzeti u obzir težina vazduha je promenljiva i varira u zavisnosti od različitih uslova, kao što su geografska širina i sila inercije koja se javlja kada se Zemlja rotira oko svoje ose. Na polovima je težina zraka 5% veća nego na ekvatoru.

Gustoća mase zraka je masa 1 m3 zraka, označena grčkim slovom ρ. Kao što znate, tjelesna težina je konstantna vrijednost. Jedinicom mase smatra se masa utega napravljenog od iridida platine, koji se nalazi u Međunarodnoj komori za tegove i mjere u Parizu.

Gustina vazdušne mase ρ se izračunava po sledećoj formuli: ρ = m / v. Ovdje je m masa zraka, mjerena u kg×s2/m; ρ je njegova masena gustina, mjerena u kgf×s2/m4.

Gustoća mase i težine zraka zavisne su: ρ = γ / g, gdje je g koeficijent ubrzanja slobodnog pada jednak 9,8 m/s². Odatle proizilazi da je masena gustina vazduha u standardnim uslovima 0,1250 kg×s2/m4.

Kako se gustina vazduha menja sa temperaturom? ^

Kako se barometarski pritisak i temperatura mijenjaju, mijenja se i gustina zraka. Na osnovu Boyle-Mariotteovog zakona, što je veći pritisak, to će biti veća i gustina vazduha. Međutim, kako pritisak opada sa visinom, tako se smanjuje i gustina vazduha, što unosi svoja podešavanja, usled čega zakon vertikalne promene pritiska postaje komplikovaniji.

Jednačina koja izražava ovaj zakon promjene pritiska sa visinom u atmosferi koja miruje naziva se osnovna jednačina statike.

Kaže da se sa povećanjem nadmorske visine pritisak menja naniže i pri usponu na istu visinu pad pritiska je veći, što je veća sila gravitacije i gustina vazduha.

Važna uloga u ovoj jednačini pripada promjenama gustine zraka. Kao rezultat toga, možemo reći da što se više penjete, to će manji pritisak pasti kada se podignete na istu visinu. Gustoća vazduha zavisi od temperature na sledeći način: u toplom vazduhu pritisak opada manje intenzivno nego u hladnom vazduhu, pa je na istoj visini u toploj vazdušnoj masi pritisak veći nego u hladnom vazduhu.

Sa promjenjivim vrijednostima temperature i tlaka, masena gustina zraka se izračunava po formuli: ρ = 0,0473xV / T. Ovdje je B barometarski pritisak, mjeren u mm žive, T je temperatura zraka, mjerena u Kelvinima .

Kako odabrati, prema kojim karakteristikama, parametrima?

Šta je industrijska sušilica komprimovanog zraka? Pročitajte o tome, najzanimljivije i najrelevantnije informacije.

Koje su trenutne cijene ozonoterapije? O tome ćete saznati u ovom članku:
. Recenzije, indikacije i kontraindikacije za terapiju ozonom.

Kako se mjeri gustina pare u zraku? ^

Gustina je također određena vlažnošću zraka. Prisustvo vodenih pora dovodi do smanjenja gustoće zraka, što se objašnjava niskom molarnom masom vode (18 g/mol) na pozadini molarne mase suhog zraka (29 g/mol). Vlažan vazduh se može smatrati mešavinom idealnih gasova, u svakom od kojih kombinacija gustina omogućava da se dobije potrebna vrednost gustine za njihovu mešavinu.

Takva vrsta interpretacije omogućava da se vrijednosti gustoće određuju sa nivoom greške manjim od 0,2% u temperaturnom rasponu od -10 °C do 50 °C. Gustoća zraka vam omogućava da dobijete vrijednost njegove vlažnosti, koja se izračunava dijeljenjem gustine vodene pare (u gramima), koja se nalazi u zraku, s gustinom suhog zraka u kilogramima.

Osnovna jednadžba statike ne dozvoljava rješavanje stalnih praktičnih problema u stvarnim uvjetima promjenjive atmosfere. Stoga se rješava pod različitim pojednostavljenim pretpostavkama koje odgovaraju stvarnim realnim uslovima, iznošenjem niza posebnih pretpostavki.

Osnovna jednadžba statike omogućava da se dobije vrijednost vertikalnog gradijenta pritiska, koji izražava promjenu tlaka pri usponu ili spuštanju po jedinici visine, odnosno promjenu tlaka po jedinici vertikalne udaljenosti.

Umjesto vertikalnog gradijenta, često se koristi njegova recipročna vrijednost - barični korak u metrima po milibaru (ponekad još uvijek postoji zastarjela verzija izraza "gradijent tlaka" - barometrijski gradijent).

Mala gustina vazduha određuje blagi otpor kretanju. Mnoge kopnene životinje su u toku evolucije koristile ekološke prednosti ovog svojstva zračnog okruženja, zbog čega su stekle sposobnost letenja. 75% svih vrsta kopnenih životinja sposobno je za aktivan let. Uglavnom, to su insekti i ptice, ali ima sisara i gmizavaca.

Video na temu "Određivanje gustine vazduha"

Gas je poređenje relativne molekulske ili molarne mase jednog gasa sa onom drugog gasa. U pravilu se određuje u odnosu na najlakši plin - vodonik. Gasovi se takođe često porede sa vazduhom.

Kako bi se pokazalo koji je plin odabran za poređenje, ispred simbola relativne gustine testa dodaje se indeks, a sam naziv se piše u zagradama. Na primjer, DH2(SO2). To znači da je gustina izračunata iz vodonika. Ovo se čita kao "gustina sumpor oksida po vodiku".

Da bi se izračunala gustina gasa iz vodonika, potrebno je odrediti molarne mase gasa i vodonika koji se proučava pomoću periodnog sistema. Ako su klor i vodonik, onda će indikatori izgledati ovako: M (Cl2) = 71 g / mol i M (H2) = 2 g / mol. Ako se gustina vodonika podeli sa gustinom hlora (71:2), rezultat je 35,5. Odnosno, hlor je 35,5 puta teži od vodonika.

Relativna gustina gasa ne zavisi od spoljašnjih uslova. To se objašnjava univerzalnim zakonima stanja plinova, koji se svode na činjenicu da promjena temperature i tlaka ne dovodi do promjene njihove zapremine. Uz bilo kakve promjene u ovim pokazateljima, mjerenja se vrše na potpuno isti način.

Da biste empirijski odredili gustinu gasa, potrebna vam je tikvica u koju se može postaviti. Tikvica s plinom mora se izvagati dva puta: prvi put - nakon ispumpavanja cijelog zraka iz nje; drugi - punjenjem ispitivanim gasom. Takođe je potrebno unapred izmeriti zapreminu tikvice.

Prvo morate izračunati razliku mase i podijeliti je s vrijednošću volumena tikvice. Rezultat je gustina gasa pod datim uslovima. Koristeći jednadžbu stanja, možete izračunati željeni indikator u normalnim ili idealnim uvjetima.

Gustoću nekih plinova možete saznati iz zbirne tabele, koja ima gotove informacije. Ako je plin naveden u tabeli, onda se ove informacije mogu uzeti bez ikakvih dodatnih proračuna i upotrebe formula. Na primjer, gustoća vodene pare može se pronaći iz tablice svojstava vode (Referentna knjiga Rivkin S.L. i drugih), njenog elektronskog pandana, ili pomoću programa kao što su WaterSteamPro i drugi.

Međutim, za različite tekućine, ravnoteža s parom se javlja pri različitim gustoćama ove druge. To je zbog razlike u silama međumolekularne interakcije. Što je veći, brže će doći do ravnoteže (na primjer, živa). U isparljivim tečnostima (na primjer, eter), ravnoteža se može dogoditi samo pri značajnoj gustini pare.

Gustina različitih prirodnih gasova varira od 0,72 do 2,00 kg/m3 i više, relativna - od 0,6 do 1,5 i više. Najveća gustina je u gasovima sa najvećim sadržajem teških ugljovodonika H2S, CO2 i N2, a najmanja je u suvim gasovima metana.

Svojstva su određena njegovim sastavom, temperaturom, pritiskom i gustinom. Posljednji indikator određuje laboratorija. Zavisi od svega navedenog. Njegova gustina se može odrediti različitim metodama. Najpreciznije je vaganje na preciznoj vagi u staklenoj posudi tankih stijenki.

Više nego isti pokazatelj prirodnih gasova. U praksi se ovaj odnos uzima kao 0,6:1. Statika se smanjuje brže od gasa. Pri pritiscima do 100 MPa, gustina prirodnog gasa može preći 0,35 g/cm3.

Utvrđeno je da povećanje može biti praćeno povećanjem temperature stvaranja hidrata. Prirodni gas male gustine stvara hidrate na višoj temperaturi od gasova veće gustine.

Merila gustine tek počinju da se koriste i još uvek postoji mnogo pitanja koja se odnose na karakteristike njihovog rada i verifikacije.